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【中玻網(wǎng)】1引言
近年來(lái),光伏技術(shù)在建筑上的應(yīng)用得到了快速發(fā)展。光伏建筑整體化(BIPV)是太陽(yáng)能光伏與建筑的無(wú)缺結(jié)合,是光伏發(fā)電系統(tǒng)在城市中廣泛應(yīng)用的較佳安裝方式,能有效減輕公共電網(wǎng)的壓力。“開(kāi)源節(jié)流”是解決能源問(wèn)題的選擇。常規(guī)光伏組件與建筑結(jié)合實(shí)現(xiàn)了開(kāi)源,卻沒(méi)達(dá)到節(jié)流的目的。其原因是玻璃熱工性能差,主要指標(biāo)之一傳熱系數(shù)U值高,單層玻璃的約為6W/(m2·K),普通中空玻璃的約為2.8W/(m2·K),Low-E中空玻璃的約為2.0W/(m2·K),遠(yuǎn)高于一般墻體的傳熱系數(shù),使內(nèi)外溫差帶來(lái)的傳熱很高。
真空玻璃是一種新型節(jié)能玻璃,超級(jí)節(jié)能Low-E真空玻璃的U值可降到0.6W/(m2·K)以下,真空玻璃和中空玻璃組合成復(fù)合真空玻璃,保溫隔熱效果十分顯著。光伏真空玻璃與建筑相結(jié)合,一方面利用光伏組件為建筑發(fā)電,增加太陽(yáng)能發(fā)電量,降低供電高峰常規(guī)電力負(fù)荷;另一方面,利用真空玻璃較低的傳熱系數(shù),減少供暖和空調(diào)制冷期消耗的電力,達(dá)到開(kāi)源節(jié)流的效果。
2太陽(yáng)能光伏建筑整體化
2.1太陽(yáng)能光伏電池種類
太陽(yáng)能電池是通過(guò)光電效應(yīng)或光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。目前太陽(yáng)能電池主要有晶體硅型和薄膜型兩大類型。晶體硅太陽(yáng)能電池可分為單晶硅太陽(yáng)能電池和多晶硅太陽(yáng)能電池,具有轉(zhuǎn)換效率高(為16%~18%)、穩(wěn)定性好的特點(diǎn),是目前技術(shù)較成熟、應(yīng)用較廣泛的太陽(yáng)能光伏產(chǎn)品,占據(jù)世界光伏市場(chǎng)80%的份額。
薄膜太陽(yáng)能電池主要包括非晶硅薄膜電池、銅銦鎵硒薄膜電池和碲化鎘薄膜電池等,是在玻璃、塑膠等廉價(jià)襯底上鍍的一層薄膜,鍍膜厚度可薄至2μm,遠(yuǎn)低于晶體硅厚度80μm~300μm。但薄膜電池轉(zhuǎn)換效率比晶體硅電池低,目前市場(chǎng)份額還較小。
2.2太陽(yáng)能光伏建筑整體化
太陽(yáng)能光伏建筑整體化(BIPV)技術(shù)即將太陽(yáng)能發(fā)電產(chǎn)品集成或結(jié)合到建筑上的技術(shù)。其不但具有外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的功能,同時(shí)又能產(chǎn)生電能供建筑使用。光伏與建筑整體化(簡(jiǎn)稱BIPV)是“建筑物產(chǎn)生能源”新概念的建筑,是利用太陽(yáng)能可更新能源的建筑。根據(jù)光伏組件與建筑結(jié)合的方式不同,光伏建筑整體化可分為兩大類:
。1)光伏組件附著在建筑上。這種方式是將光伏組件依附于建筑物上,建筑物作為光伏組件載體,起支承作用。其優(yōu)點(diǎn)是太陽(yáng)電池板可以在普通流水線上大批量生產(chǎn),成本低、價(jià)格便宜,既能安裝在建筑結(jié)構(gòu)體上,又能單獨(dú)安裝。其缺點(diǎn)是無(wú)法直接代替建筑材料使用,太陽(yáng)能電池板與建材重疊使用造成浪費(fèi),施工成本高。
。2)光伏組件與建筑的集成。這種方式是光伏組件以一種建筑材料的形式出現(xiàn),光伏組件成為建筑物不可分割的一部分。相比較而言,光伏組件與建筑的集成技術(shù)要求相對(duì)更高,因?yàn)樗粌H用來(lái)發(fā)電,而且還要兼顧建筑的防水、保溫、強(qiáng)度等基本功能要求。
要真實(shí)實(shí)現(xiàn)光伏建筑整體化,就要使光伏組件作為建筑結(jié)構(gòu)的功能部分,取代部分傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)如屋頂板、瓦、窗戶、建筑立面等,使其成為建筑的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系組成部分。將太陽(yáng)能光伏發(fā)電作為建筑的一種體系進(jìn)入建筑領(lǐng)域,做到與建筑同步設(shè)計(jì)、同步施工、同步驗(yàn)收。
3真空玻璃
在建筑中,玻璃是能耗大戶。要提高建筑的保溫性能,提高建筑節(jié)能指標(biāo),提高玻璃的保溫性能是關(guān)鍵之一。真空玻璃綜合了鍍膜玻璃、中空玻璃的技術(shù)優(yōu)勢(shì),結(jié)合具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的真空技術(shù),在保溫隔熱、防結(jié)露、隔聲、抗風(fēng)壓等方面性能優(yōu)越,形成了超級(jí)節(jié)能玻璃。真空玻璃基于保溫瓶原理,將兩片玻璃四周密封,中間抽真空,間隙為0.1mm~0.2mm,其中置有規(guī)則排列的微小支撐物來(lái)承受大氣壓力。由于內(nèi)部是真空層,有效隔絕了熱量傳導(dǎo)與對(duì)流,而Low-E玻璃有效降低了輻射傳熱,因此Low-E真空玻璃的傳熱系數(shù)U值可降到0.6W/(m2·K)以下,具有較好的保溫隔熱效果。
4光伏真空玻璃
將真空玻璃與光伏組件結(jié)合在一起用在建筑上,在滿足常規(guī)采光和美學(xué)的基礎(chǔ)上,既能保溫、隔熱、隔聲,又能提供清潔環(huán)保的電能。北京新立基真空玻璃技術(shù)有限公司已制作出薄膜光伏真空玻璃樣品,并進(jìn)行了表面溫度、濕漏電測(cè)試、I-V測(cè)試和機(jī)械載荷測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明,薄膜電池與真空玻璃結(jié)合后,性能基本不變。
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